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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸6 S2 U1 i% S8 x" k
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腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。5 u9 Z, v" {# a, e# R$ F
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1、腐殇酸的分类
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/ X& Y. ?1 V. h腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。
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+ L0 n/ `: u1 x4 X) i富里酸一一是一类水溶性的小分子腐殖酸,在土壤中有较好的扩散性和渗透性,可被植物直接吸收利用;% D; a+ f* P& @% j6 V# z5 v5 k
' @' K7 Z" C* B K胡敏酸一一是一类非水溶性的大分子腐殖酸,化学结构相对稳定,在土壤中的迁移性较差,不能被植物直接吸收利用,但在固定、储存营养元素、改善土壤肥力等方面发挥着重要功能。8 j) w3 j3 }( @: e) e0 h9 w
# [ n/ t/ l' ^5 x* ?2、腐殖酸在地球化学中的重要性! S/ k, v, h2 `9 \1 R
! F+ |# A. h K2 x1 f! l>在碳循环中,腐殖酸是动植物残体回归自然生态系统的中间介质,是能量交换的载体,也是化石能源(煤、石油、天然气)形成的前驱物。- K) B# \5 B X" u4 q* i2 @
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>污泥的稳定化过程是模仿自然过程,用工程化手段实现了微生物残体、有机物向腐殖酸的转化,促进了腐殖酸在地球化学中的碳循环。
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* U0 O9 O% E& k+ U5 e注:
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- B5 b/ Z! U7 S2 Q! `7 ?* X, ?东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;5 G8 H, P0 f/ s, S
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
4 X# d, x: l- V+ F# B稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。
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8 _5 `! j" M3 k这些有机质、腔殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等,能起到改良土壤的作用,有更要的土地利用价值。
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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用$ Z* E* _1 I6 b) Q4 w! b" ]
0 h H9 J/ e* E4 E' Z- t>土壤结构的稳定剂:腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构,使土壤吸水量增大,透气性增强,空隙度和持水量增加,有助于提高土壤的保水、保肥能力,从而改善作物的土壤环境。
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* ^0 X' @" E. q' ^, ]; T>土壤的改良剂:腐殖酸含有较多的活性基团,盐基交换容量大,能够吸附土壤中更多的可溶性盐,同时阻碍教大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度和酸碱度,从而改良盐碱土壤。
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0 u: V+ `3 v ~% j! p1 R% m>重金属的国定剂:脱殖酸含有多种类的活性基团,与重金属离子、放射性核素以及芬香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种物理化学反应,对转化和降解污染物,净化土壤环境起重要作用.$ Z0 D7 A- N7 i0 X/ l4 Q/ I
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>微量元素的溶解剂:腐殖酸可以与中、微量元素发生螯合反应,生成溶解性好、可被植物吸收种利用的螯合物,从而有利于植物对其吸收和利用.& ^ q$ l/ W4 T/ n! J/ {( p
& a" h; M7 J* G! r1 M0 f. o) T>植物养料的仓库:腐殖酸能激活土壤酶从而加速微生物的生长,加快有机氮的矿化,减少氮的流失,也促使天然磷矿石的分解,增加可溶性磷,也能够吸收和储存钾离子。
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>固氮的载体:腐殖酸上的羟基(COOH)中的H+可以被NH4+取代,或醌基与氨发生加成反应,使土壤中易流失的游腐氨保留下未.
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" n; Z0 y3 W: G' \, S' h- u: {) S>土壤微生物的栖息地:腐殖酸的水溶性腐殖酸可作为碳源被土壤微生物物直接利用。
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4 L% u% n& e* D. r# a, O1 h污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素
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6 A# `; p/ d% Q) |元素分析显示:6 a" T' y) Z) w% K6 A" @, C
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>稳定化过程主要是碳元素和氨元素的转化,由有机态向无机态转化,由固态向气态转化,而磷和钾主要是富集;
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9 a, ?; d8 n7 l>沼渣经板框脱水后,钾元沐流失严重,磺元紧流失林对少,推测钾元紧主要存在于液林中,磷元素要存在于固林中;
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>稳定化处理产物的养分含坤(以N+PoOs+KoO计)在7.5%~13.5%,远高于污泳农用和园林利用标准(氨磺钾合蛎>3%), C+ V4 ]5 r( A$ _& [0 V4 {6 W
5 v2 r$ t9 m- _& v% j+ ]
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9 u* F: K0 j9 D, A8 s污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物3 j3 @) Y7 C% Y
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/ K2 ]+ t- H; r) y, U& n$ y小妻试验田:以厌氧消化处理产物作为生物炭土,与黄土1:1混配种植小妻. _' ~0 M( V. [/ _
实验组(左):施用生物炭土的小麦地
" O$ n7 R% r8 N& l. ^对照组(右):施用复合肥的小麦地
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物2 p5 {- Q M+ q
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实验组优势真菌:未分类的真菌; s3 P# s4 c7 n! e7 |
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对照组优势真菌:被孢霉菌、镰刀菌、明梭孢菌、漆斑菌、头梗霉菌(植物病原菌或动物病原菌)& M( n5 V9 E8 u
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: @# |/ @" r% i; T( q) v不稳定态:会影响酶的活性和微生物群落的生长,还会被植物吸收富集;' W3 g* n0 a0 f+ Y+ E( s0 g2 W
* J Q3 N4 ?' q5 U5 G6 k# H稳定态:在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易为植物吸收。2 C3 e* m' n7 Y+ ?, j/ E' H) s+ W
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在厌氧消化过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性较差;重金属的形态分布与种类、基质、反应条件等环境因素有关。
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在好氧发酵过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性相对较差,这与厌氧消化的规律相似。: j! f# i, S0 `0 D0 r/ S6 v+ t' Z- T
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1、充分认识污泥处理产物的双重属性
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产物的资源化利用是终极目标- x4 ]0 } k7 U) F5 h
]: D; j# K. L0 ?) N资源化利用的前提是稳定化处理
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0 a H, I' h/ ]! i用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线
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5 Q; B6 A* s; M( g6 b污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。
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3 C4 m( {/ h( I0 x) K2、正确理解重金属的限值
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; s6 v/ q/ |7 i# y* R我国的泥质标准存在如下问题:8 `' i1 v @0 N- m! t: [
4 B; G" M1 M) ]4 R) F8 J, j" M5 _一一除农用外,园林、土壤改良和填埋,水泥焚烧重金属限值基本一样8 Q. E5 R) N5 m! e- ]+ P
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一一超标就没有办法了?
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# Q9 E# a! C# `1 m一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。
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' C- a* N' h) b+ {- s一一稳定化处理后,污泥形态发生了变化,重金属含重也发生了变化,标准值返有用吗?
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' F# H3 g& |" I一一用重金属总命值不合理。5 v1 m$ R. Q0 N. J) E# C. w# X
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一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。$ d. e* t5 g* Z4 L, m- M' i5 H+ @: K
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3、创新污泥处理产物土地利用的方式0 I+ a- K B" C! H: P1 l* u
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>没有创新的处置方式,好氧发酶、厌氧消化后的产物士地利用是一句空话。2 V4 H% d2 A1 f) N) N
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>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
) }7 U4 j# V+ V/ A% @' z$ g2 `“治理污染,重在循环,赢在循环“
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4 u# ~. d: Q' L& v4 P) ^8 w( ?>资源化利用不仅表现在对当地生态文明建设提供了直接的支持,而旦在循环中嬴得了良好的经济效益;
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>在经济上实现赢,就为污染治理持续进行、有效进行提供了机制上的保障;5 c) v# C+ I* c% l- G& B' I; Z
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>从循环中得益,也就促成了治污的良性循环,让污染治理不再被动,而是走向主动。
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